論變電站無功補(bǔ)償設(shè)備運(yùn)行維護(hù)措施

王生強(qiáng)

摘 要：在變電站系統(tǒng)中一般會(huì)使用很多非線性的電力裝置，這些裝置的應(yīng)用加劇了電力系統(tǒng)諧波問題和無功問題。為了解決這一問題通常會(huì)使用無功補(bǔ)償措施，不僅提高了電能的使用效率，而且提升了電能傳輸質(zhì)量。因此，做好無功補(bǔ)償設(shè)備的維護(hù)管理工作具有重要意義。該文首先對無功補(bǔ)償?shù)母拍钸M(jìn)行了介紹，然后對無功補(bǔ)償設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)措施進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：變電站 無功補(bǔ)償設(shè)備 運(yùn)行維護(hù)

中圖分類號：TM714 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）04（a）-0046-02

在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，為了可以使電能轉(zhuǎn)變成其他的形式進(jìn)行輸出，需要流轉(zhuǎn)電流和電壓之間產(chǎn)生90°角的相位差，這樣一來如果運(yùn)輸距離過長會(huì)增加有用功功率的損耗，從而對電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益造成影響，導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行的安全隱患加劇，所以，要做好電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償設(shè)備的管理工作。

1 無功補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān)概念

1.1 無功功率

無功功率是電力系統(tǒng)中非常重要的功率，很多人僅從字面意思理解它，認(rèn)為其不會(huì)發(fā)揮任何作用，這點(diǎn)務(wù)必要糾正過來。無功功率可以控制電能質(zhì)量和電網(wǎng)電壓，在電路磁場中扮演著不可或缺的角色。變電站的三相電能質(zhì)量和傳輸用戶的電氣性能是影響變電站無功功率分配的兩大因素。電力系統(tǒng)中的電壓和頻率變化對電能質(zhì)量有著直接的影響，進(jìn)而影響到無功功率的變化，破壞整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，由此可見，控制電壓可以大幅度改善無功功率的分配。

1.2 無功補(bǔ)償技術(shù)

一般而言，負(fù)載設(shè)備消耗的無功功率和電網(wǎng)消耗的無功功率之和要小于或等于無功電源消耗的無功功率，這樣才可以維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)這也是電力系統(tǒng)平衡分配無功功率的基本要求。通過采用無功補(bǔ)償技術(shù)，可以將無功功率不足的地方給予及時(shí)的補(bǔ)償，從而保證電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性。在該技術(shù)中最常用的方法就是在電力系統(tǒng)中安裝適當(dāng)?shù)臒o功補(bǔ)償設(shè)備，維持電能質(zhì)量和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使得變電站三相電能有功功率和無功負(fù)荷相互平衡。

2 無功補(bǔ)償類型和裝置

2.1 同步調(diào)相機(jī)

同步調(diào)相機(jī)的作用原理和空載同步發(fā)電機(jī)基本相同，它是一種早期應(yīng)用的變電站無功補(bǔ)償裝置。如果整個(gè)電力系統(tǒng)處于過勵(lì)磁運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，同步調(diào)相機(jī)可以被看作是一個(gè)提供無功功率的無功電源，使得系統(tǒng)電壓維持在一定范圍內(nèi)；如果電力系統(tǒng)處于欠勵(lì)磁運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，同步調(diào)相機(jī)就相當(dāng)于一個(gè)消耗多余無功功率的負(fù)載設(shè)備，使得系統(tǒng)電壓穩(wěn)定。同步調(diào)相機(jī)安裝一個(gè)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置，就可以實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的無極平滑調(diào)節(jié)，在一定程度上大大降低了電壓變化對無功功率分配的影響。同步調(diào)相機(jī)有諸如損耗量大，工作噪聲大，設(shè)備體積大等特征，給系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)帶來了不便，目前只在一些電網(wǎng)容量大的變電站場合中使用同步調(diào)相機(jī)。

2.2 電容器和濾波器應(yīng)用

安裝并聯(lián)電容器和LC無源濾波器是最早采用的無功補(bǔ)償方式，這種方式具有安裝操作簡便、設(shè)備簡單等特點(diǎn)，不僅可以補(bǔ)償電網(wǎng)中的無功功率，還可以對諧波的產(chǎn)生進(jìn)行有效抑制，因此這種方式在早期得到了較為廣泛的應(yīng)用[1]。近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，變電站的等級提升速度也隨之加快，電網(wǎng)阻抗特性和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)對并聯(lián)電容器和LC無源濾波器產(chǎn)生了巨大的影響，致使并聯(lián)諧振狀況在設(shè)備間頻繁發(fā)生，增大了諧波電流，嚴(yán)重威脅到電容的穩(wěn)定性；此外，這種模式不能實(shí)現(xiàn)無極平滑調(diào)節(jié)，電網(wǎng)電壓的不穩(wěn)定會(huì)造成并聯(lián)電容的電流不穩(wěn)定，從而使得補(bǔ)償?shù)臒o功功率不穩(wěn)定，所以該種模式在固定頻率或靜態(tài)無功功率補(bǔ)償應(yīng)用較多。

2.3 靜止補(bǔ)償器

目前電網(wǎng)中無功補(bǔ)償?shù)闹饕O(shè)備是靜止補(bǔ)償器，其可以分為靜止無功補(bǔ)償器和靜止同步補(bǔ)償器兩大類。

靜止無功補(bǔ)償器的核心部件是并聯(lián)的電抗器和電容器，可控硅晶閘管是電抗器的控制開關(guān)，可以調(diào)節(jié)無功功率的具體大小和方向，提高系統(tǒng)運(yùn)行的速度，硅晶閘管本身的不足之處就是不能切實(shí)解決諧波振蕩問題，甚至?xí)鹫麄€(gè)系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。靜止同步補(bǔ)償器采用的是新型晶體管，可以實(shí)現(xiàn)可控性開關(guān)，能夠改善諧波振蕩現(xiàn)象，提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3 變電站無功補(bǔ)償設(shè)備運(yùn)行維護(hù)策略分析

以上內(nèi)容表明，變電站無功補(bǔ)償設(shè)備在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，相關(guān)部門務(wù)必要提高對其定期維護(hù)的重視程度，為了實(shí)現(xiàn)變電站無功補(bǔ)償設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，可以采用以下幾種方法。

3.1 嚴(yán)格監(jiān)控運(yùn)行電流、電壓、溫度

在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，要嚴(yán)格控制電容器的運(yùn)行電壓、電流和溫度，一旦發(fā)現(xiàn)電容器周圍的電場強(qiáng)度過大，務(wù)必要采取相應(yīng)措施進(jìn)行及時(shí)處理，以免變電站系統(tǒng)運(yùn)行受到不同程度的影響?？傊?，有效控制電容器的運(yùn)行電壓、電流和溫度具有十分重要的意義。

對電容器的運(yùn)行電壓、電流、溫度的監(jiān)控務(wù)必要建立在國家相關(guān)電容器的規(guī)章制度上，不能隨意對其進(jìn)行更改，保證電容器組安全穩(wěn)定地運(yùn)行。如果電容器運(yùn)行在電場強(qiáng)度大的環(huán)境中，則其運(yùn)行溫度勢必會(huì)有所升高，此時(shí)應(yīng)該采取措施降低電容器的運(yùn)行溫度。

3.2 嚴(yán)格控制諧波和繼電保護(hù)

無功功率補(bǔ)償裝置的應(yīng)用主要是為了確保電力系統(tǒng)處于一個(gè)安全、高效、穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境中。如果不能正確使用無功補(bǔ)償設(shè)備，整個(gè)電力系統(tǒng)中的電力設(shè)備將會(huì)受到不同程度的損壞。比如，電容器被諧波電流直接補(bǔ)償，造成系統(tǒng)諧波過度振蕩，致使諸如繼電器、接觸器、自動(dòng)開關(guān)等供電設(shè)備受損。所以，變電站無功補(bǔ)償設(shè)備的正常運(yùn)行務(wù)必要建立在正確使用無功補(bǔ)償設(shè)備的基礎(chǔ)上，注重對諧波和繼電保護(hù)的控制[2]。相關(guān)的工作人員應(yīng)該定期對電器件進(jìn)行檢查和維修，諧波每一年都要進(jìn)行相應(yīng)的測量，如果發(fā)現(xiàn)測量值有問題，應(yīng)立即采取相應(yīng)措施進(jìn)行及時(shí)處理。為了盡早發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的故障問題，相關(guān)工作人員應(yīng)實(shí)施對繼電保護(hù)裝置的定期或不定期監(jiān)測，延長繼電保護(hù)裝置的使用壽命。

3.3 制定無功設(shè)備運(yùn)行及維護(hù)規(guī)章制度

為了提高無功補(bǔ)償設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)效果，應(yīng)該制定完善的運(yùn)行維護(hù)制度，相關(guān)規(guī)章制度的制定可以著重考慮下面幾點(diǎn)：（1）值班人員要如實(shí)記錄無功補(bǔ)償設(shè)備的運(yùn)行情況。（2）定期檢查無功補(bǔ)償設(shè)備，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的安全隱患。（3）定期對電容器和熔斷器進(jìn)行檢查和維修，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)問題，應(yīng)立即采取相關(guān)措施進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)救，以免影響到系統(tǒng)的運(yùn)行。

3.4 定期進(jìn)行巡視檢查

電容器是無功補(bǔ)償裝置中的核心部件，相關(guān)電力部門應(yīng)該派專業(yè)人員對其進(jìn)行定期檢查和維修，遇到小故障，應(yīng)該立即解決，大故障立即退出運(yùn)行，以免造成系統(tǒng)故障。檢查方式主要有正常巡視檢查和特殊巡視檢查兩種，正常巡視檢查工作人員主要檢查電容器接頭、放電線圈、連接線等基礎(chǔ)部件，白天和晚上都要進(jìn)行多次檢查；與正常巡視檢查相比，特殊巡視檢查次數(shù)較多，主要對自然災(zāi)害、環(huán)境溫度、運(yùn)行狀況等方面進(jìn)行著重檢查。

4 結(jié)語

綜合以上內(nèi)容的分析，可以確定電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)注意加強(qiáng)變電站無功補(bǔ)償設(shè)備維護(hù)的研究和維護(hù)，使變電站無功補(bǔ)償設(shè)備有效運(yùn)行，如此才能使其可以就地補(bǔ)償電力系統(tǒng)的無功功率，使電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效地運(yùn)行。因此，通過制定無功設(shè)備運(yùn)行及維護(hù)規(guī)章制度、嚴(yán)格控制諧波和繼電保護(hù)、嚴(yán)格監(jiān)控運(yùn)行電流、電壓、溫度等措施的實(shí)施來維護(hù)變電站無功補(bǔ)償設(shè)備，使其高效運(yùn)行是非常必要的。

參考文獻(xiàn)

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